含能材料的高应变率响应实验 被引量：22

1

作者 卢芳云 林玉亮 +1 位作者 王晓燕 吴会民 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 2006年第1期1-4,共4页

利用分离式霍普金森杆实验技术研究3种含能材料(PBX、B炸药和复合固体推进剂CSP)的高应变率响应,得到了它们的应力(σE)-应变(Eε)曲线。结果表明,该曲线受含能材料试样与压杆间摩擦的影响,将足够的润滑剂涂覆于试样和压杆的侧端面可减... 利用分离式霍普金森杆实验技术研究3种含能材料(PBX、B炸药和复合固体推进剂CSP)的高应变率响应,得到了它们的应力(σE)-应变(Eε)曲线。结果表明,该曲线受含能材料试样与压杆间摩擦的影响,将足够的润滑剂涂覆于试样和压杆的侧端面可减小摩擦,得到较好的实验结果。3种含能材料的应力、应变对应变率都比较敏感。用SEM分析材料的细观结构和高应变率加载下的响应机制,表明3种含能材料在动态实验过程中表现出不同的破坏现象,两种材料发生碎裂,另外一种发生软化。 展开更多

关键词 结构化学 力学性能 含能材料 霍普金森杆实验 细观结构

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基于FPGA的多通道动态测试系统的设计与仿真 被引量：6

2

作者 杨文 沈大伟 +1 位作者 靳鸿 杨春迪 《国外电子测量技术》 北大核心 2021年第9期81-86,共6页

针对现有动态测试系统体积大、测试通道少、易误触发、采样频率单一、高能耗等问题。对系统进行了重新设计,电路采用Altera公司的cycloneⅣ系列FPGA为主控芯片,使用Verilog语言编程,通过modelsim软件对程序进行功能仿真验证,实现了动态... 针对现有动态测试系统体积大、测试通道少、易误触发、采样频率单一、高能耗等问题。对系统进行了重新设计,电路采用Altera公司的cycloneⅣ系列FPGA为主控芯片,使用Verilog语言编程,通过modelsim软件对程序进行功能仿真验证,实现了动态测试系统的多通道、触发方式稳定、可灵活选不同的采样频率。同时系统设计从体积、功耗等方面进行优化。对动态测试系统做模拟触发实验与霍普金森杆实验,系统可准确记录八路动态信号且实验结果的相对误差不超过1%,符合动态测试的要求。 展开更多

关键词 动态测试系统 触发 仿真 采样频率 霍普金森杆实验

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霍普金森杆实验数据处理程序的设计与实现 被引量：6

3

作者 路守克 史国川 陈侠 《电脑开发与应用》 2010年第9期47-48,共2页

简述了霍普金森杆实验的基本原理,运用VC++开发了霍普金森杆实验数据处理程序,将实验采集到数据记录通过软件编程的方法较好地实现了实验数据的处理,达到了对入射波、反射波和透射波的快速分离。

关键词 霍普金森杆实验 高应变率 应力应变曲线 数据处理

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7075铝合金冷搓成形本构关系及有限元分析应用研究

4

作者 柳涵虚 刘方圆 +5 位作者 王宁 梁龙 张建 唐伟 齐增星 陈明和 《精密成形工程》 北大核心 2023年第11期115-122,共8页

目的研究7075铝合金在高应变速率下的本构关系,并将其应用于有限元仿真分析中,以实现对7075铝合金环槽铆钉冷搓成形过程的精确预测。方法利用霍普金森压杆(SHPB)实验获得7075铝合金在1000~4500 s^(-1)应变速率下的真实应力-应变曲线。... 目的研究7075铝合金在高应变速率下的本构关系,并将其应用于有限元仿真分析中,以实现对7075铝合金环槽铆钉冷搓成形过程的精确预测。方法利用霍普金森压杆(SHPB)实验获得7075铝合金在1000~4500 s^(-1)应变速率下的真实应力-应变曲线。结合静态压缩实验在0.001 s^(-1)应变速率下的结果构建了优化的Johnson-Cook(J-C)本构模型,并应用有限元仿真对7075铝合金环槽铆钉冷搓成形过程进行模拟预测。结果当应变速率由0.001 s^(-1)上升至3000 s^(-1)时,7075铝合金的屈服强度增长较少,但当应变速率由3000 s^(-1)上升至4500 s^(-1)时,屈服强度提高了45 MPa。利用优化的J-C本构模型对真实应力进行预测,其平均相对误差与相关系数分别为0.35%和0.9992。有限元分析结果显示,在成形过程中,铆钉零件任意部位的最大应变速率基本低于4500 s^(-1)。外形预测结果与实际测量值的最大绝对误差为0.08 mm,最大相对误差为3.45%。结论当应变速率由3000 s^(-1)上升至4500 s^(-1)时,7075铝合金展现出了明显的应变率强化效应,优化的J-C本构模型能够准确预测7075铝合金在0.001~4500 s^(-1)应变速率范围内的真实应力。将其应用于有限元分析能够准确预测7075铝合金环槽铆钉冷搓成形过程。 展开更多

关键词 7075铝合金 霍普金森杆实验(SHPB) Johnson-Cook(J-C)本构模型 冷搓成形 有限元分析

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混凝土类材料SHPB实验若干问题探讨 被引量：38

5

作者 方秦 洪建 +2 位作者 张锦华 陈力 阮征 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1-14,26,共15页

分离式霍普金森压杆(SHPB)实验是研究混凝土类材料动态力学性能的主要方法。该文简要回顾了当前混凝土类材料SHPB实验中存在的若干问题(如端面摩擦、骨料大小、惯性效应、温度效应等)的研究进展;通过对混凝土SHPB实验的精细化数值模拟,... 分离式霍普金森压杆(SHPB)实验是研究混凝土类材料动态力学性能的主要方法。该文简要回顾了当前混凝土类材料SHPB实验中存在的若干问题(如端面摩擦、骨料大小、惯性效应、温度效应等)的研究进展;通过对混凝土SHPB实验的精细化数值模拟,进一步分析了惯性效应产生机理,提出了材料的塑性流动引起的横向加速度是产生围压的关键原因,围压波在试件中心的反射和边缘的卸载形成试件中围压从中心向四周逐渐减小的抛物线型分布;利用该文所提的SHPB实验惯性效应产生机理,较好地解释了SHPB实验的尺寸和主动围压的影响规律;基于自主研制的可进行围压和温度共同加载的SHPB实验装置TSCPT-SHPB,对在5MPa^25MPa围压作用下以及在40℃~80℃温度下盐岩动态力学性能进行实验研究,结果表明,高围压下应变率效应不如低围压下显著,温度越高,强度越低;基于考虑粗骨料大小、形状及空间随机分布的三维混凝土细观模型,对混凝土各细观组分对动态效应影响进行了研究,结果表明:各组分材料静态强度越高,混凝土动态强度也越高;在相同骨料粒径条件下,骨料体积率越高,混凝土动态强度也越高;而相同骨料体积含量条件下,骨料尺寸越大,混凝土动态强度越低。 展开更多

关键词 混凝土类材料 霍普金森压杆实验 数值模拟 惯性效应 围压 温度 三维细观模型

原文传递

炸药装药在不同应变率响应条件下的安全性研究进展 被引量：7

6

作者 李亮亮 沈飞 +2 位作者 屈可朋 肖玮 何超 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期14-22,共9页

综述了不同应变率响应条件下炸药装药安全性最新研究进展.通过对炸药装药应用中常用的应变率范围为1~106 s-1的大型落锤实验技术、分离式霍普金森压杆（SHPB）实验技术、一级轻气炮实验技术等进行了评述.分析了不同应变率响应条件下炸... 综述了不同应变率响应条件下炸药装药安全性最新研究进展.通过对炸药装药应用中常用的应变率范围为1~106 s-1的大型落锤实验技术、分离式霍普金森压杆（SHPB）实验技术、一级轻气炮实验技术等进行了评述.分析了不同应变率响应条件下炸药装药安全性实验中存在的问题.根据炸药装药安全性研究的趋势,认为应加强中高应变率响应实验技术的发展,重点完善落锤-霍普金森压杆实验系统的理论及试验体系,提高一级轻气炮实验技术的可控性及重复性.附参考文献61 篇. 展开更多

关键词 炸药装药 应变率 装药安全性 霍普金森压杆实验 一级轻气炮

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高g值冲击下聚氨酯缓冲仿真研究

7

作者 滑志成 石云波 +2 位作者 陈玉楠 冯登虎 石亦琨 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第5期403-410,共8页

本文利用霍普金森压杆实验获得聚氨酯的应力应变数据,并采用数据对朱-王-唐(Z-W-T)本构模型中弹性模量、弹性常数以及松弛时间进行参数辨识,发现模型在真实应变0~0.1范围内能较好地表达聚氨酯材料的应力应变关系.同时,研究了聚氨酯缓冲... 本文利用霍普金森压杆实验获得聚氨酯的应力应变数据,并采用数据对朱-王-唐(Z-W-T)本构模型中弹性模量、弹性常数以及松弛时间进行参数辨识,发现模型在真实应变0~0.1范围内能较好地表达聚氨酯材料的应力应变关系.同时,研究了聚氨酯缓冲材料的应力衰减特性,获得其应力衰减系数为-0.45.对弹丸整体装配结构进行膛内高过载仿真,并应用仿真结果验证了应力衰减方程,发现相对误差小于10%;双重缓冲防护可将电路板最大应力幅值衰减30%.仿真结果表明,电路板长度方向贴近弹尾部电路板底部0 cm~1.8 cm会受到较大的应力幅值,大于1.8 cm处受到的应力幅值较小,为高g值冲击防护提供了依据. 展开更多

关键词 聚氨酯 动力学仿真 霍普金森压杆实验 Z-W-T本构模型 应力衰减

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冲击荷载作用下的Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹扩展规律研究 被引量：32

8

作者 王蒙 朱哲明 王雄 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1323-1332,共10页

为了研究纯I和I/II复合型裂纹在冲击荷载作用下的动态断裂行为,基于提出的单裂纹半孔板(SCSC)构型和大直径分离式霍普金森压杆设备,使用2种石材进行岩石的纯I和I/II复合型的动态断裂实验;同时,实验中使用新装置(裂纹扩展计和高速摄影系... 为了研究纯I和I/II复合型裂纹在冲击荷载作用下的动态断裂行为,基于提出的单裂纹半孔板(SCSC)构型和大直径分离式霍普金森压杆设备,使用2种石材进行岩石的纯I和I/II复合型的动态断裂实验;同时,实验中使用新装置(裂纹扩展计和高速摄影系统)来监测裂纹的扩展速度。为了检验实验结论,基于Drucker-Prager强度模型和累积损伤失效准则,建立针对纯I和I/II复合型裂纹的数值模型,并使用AUTODYN软件来模拟裂纹的扩展行为。总体上,由数值模拟得到的裂纹扩展路径和实验结果十分吻合。研究结果表明,在裂纹扩展的过程中,其扩展速度是一个变化量,甚至有可能停滞,也就是说可能出现止裂现象;同时,CPG和高速摄影系统都可以很好的反映出此现象,并且高速摄影系统更加直观,说明在动态断裂研究中是适用的,同时给出纯I型动态断裂实验裂纹扩展速度特征,供工程参考。 展开更多

关键词 岩石力学 动态裂纹扩展 分离式霍普金森压杆实验 数值模拟 单裂纹半孔板试件

原文传递

煤岩冲击变形破坏特性及其本构模型 被引量：20

9

作者 郭德勇 吕鹏飞 +1 位作者 赵杰超 朱同功 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2233-2242,共10页

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统对不同冲击速度下煤岩试样应变率变化规律、动态力学特性及其变形破坏特征进行了测试,探讨了煤岩动态力学本构模型。实验结果表明,煤岩试样的加载应变率与冲击速度整体上呈正相关关系,且不同冲击... 采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统对不同冲击速度下煤岩试样应变率变化规律、动态力学特性及其变形破坏特征进行了测试,探讨了煤岩动态力学本构模型。实验结果表明,煤岩试样的加载应变率与冲击速度整体上呈正相关关系,且不同冲击速度下煤岩试样的力学响应特征均具有分段性,可根据响应特征的差异将煤(岩)试样在低-中-高冲击速度下的变形依次划分为压密变形、塑性变形、塑性软化(硬化)变形3种类型;煤岩试样的破坏特征均具有明显的应变率相关性,在低冲击速度下,试样均呈脆性破坏形式,随着冲击速度的增加,试样的延性破坏特征逐渐显现。在分析煤岩试样应力-应变本构关系及动态破坏特征的基础上建立了包含低-中-高应变率响应的粘弹性损伤本构模型,应用结果表明,与实测曲线相比模型拟合曲线拟合精度高,验证了所建模型的有效性与合理性。 展开更多

关键词 冲击载荷 分离式霍普金森压杆实验 煤岩变形破坏 本构模型

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碾压混凝土的动态力学特性分析及损伤演化本构模型建立 被引量：11

10

作者 张社荣 宋冉 +1 位作者 王超 魏培勇 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期130-138,共9页

为了深入认识碾压混凝土的动态力学特性,参考实际水工混凝土大坝工程制备试样,借助改进的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置测定碾压混凝土的动态性能,得到不同级配碾压混凝土试样在动态冲击荷载下(应变率为25～80s-1)的应力-应变曲线,分析... 为了深入认识碾压混凝土的动态力学特性,参考实际水工混凝土大坝工程制备试样,借助改进的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置测定碾压混凝土的动态性能,得到不同级配碾压混凝土试样在动态冲击荷载下(应变率为25～80s-1)的应力-应变曲线,分析其强度和变形特性、破坏形态和吸能特性,并建立基于Weibull分布的损伤演化本构模型。研究结果表明:碾压混凝土强度较低,加载过程中应力发展不充分,其应力-应变曲线呈现1个明显的平台阶段;碾压混凝土的峰值应力、峰值应变、单位体积吸能率均随加载应变率的提高而增大,并满足二次多项式关系;建立的统计损伤演化模型可以有效地描述碾压混凝土在动态冲击荷载下的力学行为,理论结果与实验结果吻合较好。 展开更多

关键词 碾压混凝土 分离式霍普金森压杆实验 动态力学特性 统计损伤演化模型

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JMC对应力波透射系数和节理比刚度影响的实验研究 被引量：8

11

作者 陈昕 李建春 +1 位作者 任奋华 蔡美峰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期957-963,共7页

节理对岩体的动态力学特性有重要影响。采用改进型霍普金森花岗岩压杆(SHPB)实验设备,研究一维应力波在花岗岩人工节理处的传播规律,进而分析节理的动力学特性。通过切割工艺在花岗岩试样表面形成人工节理,使其具有不同的节理吻合系数(J... 节理对岩体的动态力学特性有重要影响。采用改进型霍普金森花岗岩压杆(SHPB)实验设备,研究一维应力波在花岗岩人工节理处的传播规律,进而分析节理的动力学特性。通过切割工艺在花岗岩试样表面形成人工节理,使其具有不同的节理吻合系数(JMC)。采用两点式波分离方法处理实验数据,得到节理处的入射波,以及节理产生的反射波和透射波,进一步计算得到应力波传播通过节理的透射系数。基于SHPB实验的基本原理,得到节理的闭合量和作用在节理上的压力之间的关系,从而分析出节理的比刚度。该实验分析节理吻合系数对波传播的影响,进而研究节理吻合系数对花岗岩节理动态力学特性的影响。 展开更多

关键词 岩石力学 人工花岗岩节理 改进型霍普金森压杆实验 节理吻合系数 节理比刚度

原文传递

SHPB混凝土实验中试件尺寸的影响(英文) 被引量：4

12

作者 赵福祺 徐沛保 文鹤鸣 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期104-110,共7页

分离式霍普金森压杆(SHPB)实验常被用来获得混凝土类材料的动态压缩强度,所得数据对建立本构方程有重要作用,因此需要对其进行正确解释或分析。利用最新的混凝土材料模型研究了SHPB实验中试件尺寸的影响。藉由混凝土试件的体积考虑动态... 分离式霍普金森压杆(SHPB)实验常被用来获得混凝土类材料的动态压缩强度,所得数据对建立本构方程有重要作用,因此需要对其进行正确解释或分析。利用最新的混凝土材料模型研究了SHPB实验中试件尺寸的影响。藉由混凝土试件的体积考虑动态尺寸效应的影响,并提出了一个计算由于惯性(约束)效应引起的动态增强因子的新经验公式。结果表明:新经验公式与不同尺寸混凝土的SHPB模拟结果吻合得很好,且惯性(约束)效应引起的动态增强因子随着试件尺寸的增大而增大。 展开更多

关键词 分离式霍普金森压杆实验 混凝土 惯性(约束)效应 试件尺寸效应 数值模拟

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高应变率下混凝土准一维大变形压缩实验研究 被引量：3

13

作者 王万鹏 胡永乐 +1 位作者 林俊德 陈剑杰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期246-250,共5页

为研究C30混凝土动态大变形力学性能,设计开展了准一维应变动态大变形分离式霍普金森压杆(SHPB)实验,获得了C30混凝土材料在200~530/s应变速率下的应力-应变曲线。同时为了进行比较,利用MTS810实验机进行了准静态大变形压缩实验。实验... 为研究C30混凝土动态大变形力学性能,设计开展了准一维应变动态大变形分离式霍普金森压杆(SHPB)实验,获得了C30混凝土材料在200~530/s应变速率下的应力-应变曲线。同时为了进行比较,利用MTS810实验机进行了准静态大变形压缩实验。实验结果表明:在有被动围压的实验情况下,混凝土呈现出显著的弹塑性力学行为,这与混凝土单轴压缩时表现出弹脆性力学行为明显不同;混凝土在动态大变形压缩时也表现出了应变率敏感的特性,同时由于应变率效应及外围钢套提供约束效应,混凝土动态压缩时应力峰值相对其静态单轴压缩强度值显著增大。 展开更多

关键词 混凝土 动态大变形压缩 分离式霍普金森压杆实验

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基于40Cr高温动态力学性能的磨削表面动态再结晶行为 被引量：2

14

作者 姚云龙 修世超 +1 位作者 孙聪 洪远 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1120-1126,共7页

通过分离式霍普金森压杆(SHPB)实验得到了40Cr合金钢在高温高应变率下真应力-真应变曲线,据此确定了材料发生动态再结晶的临界条件.采用解析法和实验法分别求解了磨削强化层的温度场和塑性应变场分布.结果表明,磨削强化层在磨削深度方... 通过分离式霍普金森压杆(SHPB)实验得到了40Cr合金钢在高温高应变率下真应力-真应变曲线,据此确定了材料发生动态再结晶的临界条件.采用解析法和实验法分别求解了磨削强化层的温度场和塑性应变场分布.结果表明,磨削强化层在磨削深度方向具有较大的温度和塑性应变梯度;150μm强化层内会发生奥氏体转变;磨削表面最高温度可达1060℃.在磨削亚表面60μm内会产生剧烈的塑性变形,达到了再结晶的临界条件.较大的磨削深度使磨削强化层塑性应变增大,再结晶现象越充分,微观组织细化程度越高. 展开更多

关键词 分离式霍普金森压杆实验 磨削强化 微观组织 动态再结晶 40Cr

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多孔铁合金在高应变率下力学性能研究 被引量：1

15

作者 张越 茅仁伟 +3 位作者 雷建银 王志华 赵隆茂 闫庆荣 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第4期389-393,共5页

利用分离式霍普金森压杆实验装置(SHPB),对多孔铁合金在高应变率下的力学行为进行了研究,分析了材料的相对密度和应变率对其力学性能的影响。提出了一个能够描述多孔铁合金的力学行为的多参数唯象本构模型,并将本构模型预测的结果与实... 利用分离式霍普金森压杆实验装置(SHPB),对多孔铁合金在高应变率下的力学行为进行了研究,分析了材料的相对密度和应变率对其力学性能的影响。提出了一个能够描述多孔铁合金的力学行为的多参数唯象本构模型,并将本构模型预测的结果与实验结果进行了对比,其误差不超过10%,模型预测结果与实验结果吻合较好。本研究对多孔铁合金在工业设计和工程应用有一定的指导意义。 展开更多

关键词 多孔铁合金 分离式霍普金森压杆实验装置 本构模型 应变率 相对密度

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